3.1频率响应的一般概念.ppt

第三章 放大电路的频率响应 3.1　频率响应的一般概念 3.2　三极管的频率参数 3.3　单管共射放大电路的频率响应 3.4　多级放大电路的频率响应 * 3.1　频率响应的一般概念 频率响应是指放大电路对信号频率的适应程度，即信号频率对放大倍数的影响。放大电路输入幅度相同的正弦波信号时，输出信号的幅度与相位随信号频率变化而变化的特性。 电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数。 由于放大电路中耦合电容、旁路电容、半导体器件极间电容的存在，使放大倍数为频率的函数，这种函数关系称为频率响应或频率特性。 * 典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性 O f fL fH BW Aum 0.707Aum - 90o -180o -270o ? f 0 fL －下限频率 fH －上限频率 BW = fH - fL －通频带 * RL +VCC RC C1 C2 V + + RB1 RB2 RS US ? 1)低频段：容抗增大,分压增大;要考虑串联效应； 2)中频段：容抗很小,分压极小,可视为短路； 3)高频段：容抗更小,视为短路。 1、耦合电容C1、C2的影响： PN结电容 单管共射极放大电路 1)低频段：容抗很大,分流极小,可视为开路； 2)中频段：容抗仍很大,视为开路； 3)高频段：容抗已较小,分流不可忽略; 要考虑并联效应。 2、 三极管极间PN结电容的影响： * 3.1.3　频率失真 频率失真——放大电路对不同频率的输入信号，有不同的放大能力和相移，而使输出信号产生的失真。频率失真也称为线性失真。 相位失真 幅度失真 频率失真分为 * 输出信号 二次谐波 基波 二次谐波 基波 输入信号 输出信号 二次谐波 基波 幅度失真 相位失真 频率失真说明图 假定输入信号由基波和二次谐波组成 * 3.1.4　波特图 　　放大电路的对数频率特性称为波特图。 40 20 6 3 0 - 3 - 20 - 40 100 10 2 1 0.707 0.1 0.01 采用对数坐标系，横轴为lg f，可开阔视野；幅频特性曲线纵轴为 ，单位为“分贝” （dB），使得 “ ×” →“ ＋” 。相频特性曲线的纵轴为相移。 * 讨论一 1. 若干个放大电路的放大倍数分别为1、10、102、103、104、105，它们的增益分别为多少？ 2. 为什么波特图开阔了视野？同样长度的横轴，在单位长度不变的情况下，采用对数坐标后，最高频率是原来的多少倍？ 10 20 30 40 50 60 O f 10 102 103 104 105 106 lg f * 一、RC 高通电路的波特图 + _ + _ C R 则： 令： * * 0.1 fL fL 10 fL f 0 -20 -40 3dB 20dB/十倍频 5.71o -45o/十倍频 fL 0.1 fL 10 fL 45o 90o ?? 0 f 最大误差 5.71o 最大误差 * 二、 RC 低通电路的波特图 + _ + _ C R 令 ： 则： * 0.1 fH fH 10 fH f 0 -20 -40 3dB -20dB/十倍频 fH 10 fH -45o 5.71o 5.71o -45o/十倍频 -90o 0.1 fH ?? 0 f f ? 0.1 fH 20lg|Au| = 0 dB 20lg|Au| = -3 dB f = fH f ? 10 fH 20lg|Au| = -20lg f / fH * 为什么放大倍数是信号频率的函数? 在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。 高通电路 低通电路 在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失，放大能力下降。 下限频率 上限频率 * * 本节课的教学目的： 1、理解为什么放大电路的频带不是无限宽，高通电路与低通电路分别具有什么样的频率响应，下限频率和上限频率分别具有什么特征，放大电路各频率参数的物理意义。 2、理解晶体管简化的单向化的高频等效电路是如何构造出来的，为什么要引入参数跨导，如何求解高频模型中的各参数。 3、晶体管有哪些频率参数，它们的物理意义是什么，如何得到这些参数。 4、从学习β以及高通电路和低通电路的频率响应，初步掌握放大倍数的一般表达式、截止频率与时间常数的关系、波特图及其折线化画法以及由此带来的误差。 5、学习求解放大电路上、下限频率的方法； 6、学会从放大倍数的表达式求解其波特图和由波特图求解放大倍数的方法； 7、理解引入带宽增益积的意义及增大带宽增益积的方法； 8、了解多级放大电路的频率响应与组成它的